1.Leicht
Ein Kühlschrank entzieht seinem Kühlraum Wärme mit 4,29 kW, während sein Verdichter 1,1 kW Leistung aufnimmt. Bestimme den Wärmestrom Q̇H, den er an die Küche abgibt.
Q̇L = 4,29 kWẆ = 1,1 kW
Q̇H = kW
Arbeitsblatt Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 3200 kJ Wärme aus einem heißen Reservoir auf und gibt 1760 kJ an ein kaltes Reservoir ab. Bestimme die Nutzarbeit W, die sie pro Zyklus liefert.
QH = 3200 kJQL = 1760 kJ
W = kJ
3.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 500 °C und einem kalten Reservoir mit 30 °C. Sie nimmt 4000 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 500 °CTL = 30 °CQH = 4000 kJ
Wmax = kJ
4.Mittel
Eine Wärmekraftmaschine arbeitet zwischen einem heißen Reservoir mit 325 °C und einem kalten Reservoir mit 5 °C. Sie nimmt 2100 kJ Wärme auf. Bestimme die größtmögliche Arbeit Wmax, die sie liefern könnte.
TH = 325 °CTL = 5 °CQH = 2100 kJ
Wmax = kJ
5.Schwer
Eine Wärmekraftmaschine nimmt pro Zyklus 4700 kJ Wärme aus einem Reservoir mit 750 °C auf, verrichtet 1645 kJ Arbeit und gibt den Rest an ein Reservoir mit 40 °C ab. Bestimme die gesamte erzeugte Entropie Sgen pro Zyklus.
TH = 750 °CTL = 40 °CQH = 4700 kJW = 1645 kJ
Sgen = kJ/K
6.Schwer
Eine Wärmepumpe hält ein Haus auf 21 °C, während es draußen -10 °C sind, und liefert 14 kW Wärme an das Haus. Bestimme die höchstmögliche Leistungszahl COPmax.
TH = 21 °CTL = -10 °CQ̇H = 14 kW
COPmax =
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇H = 5,39 kW
- 2. W = 1440 kJ
- 3. Wmax = 2432 kJ
- 4. Wmax = 1123 kJ
- 5. Sgen = 5,162 kJ/K
- 6. COPmax = 9,489
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